(1.30)--第五章 原子结构 第6节PPT.pdf

第五章原子结构和元素周期律

近代原子结构理论的确立

微观粒子运动的特殊性

核外电子运动状态的描述

核外电子的排布

元素周期表

元素基本性质的周期性

5-6元素基本性质的周期性

元素的性质主要取决于最外层电子数。核外电子

排布的周期性，决定了元素的性质也呈现周期性变化。

元素周期律的主要内容：

随着元素的原子序数的增加,原子核外的电子层结

构呈周期性变化，使得元素的基本性质原子半径、电离

能、电子亲和能和电负性等，也呈现明显的周期性。

1.原子半径(Atomicradius)

严格地讲，由于电子云没有边界，原子半径也就

无一定数。所有的原子半径都是在结合状态下测定的。

按照量子力学的观点，电子在核外运动没有固定轨

道，只是几率分布不同。因此，对于原子来说并没有一

个截然分明的界面。

通常所说的原子半径，总是以相邻原子的核间距为

基础而定义的。根据原子与原子间的作用力不同，原子

半径一般可分为共价半径、金属半径和范德华半径三种。

金属半径(metallicradius)共价半径(covalentradius)

★适用金属元素★适用非金属元素

★固体中测定两个最邻近★测定单质分子中两个相邻

原子的核间距一半原子的核间距一半

一般来说，同一元素的金属半径比其共价半径大

些。这是因为形成共价键时，轨道的重叠程度大些。

范德华半径当两个原子之间没有形成化学键，只靠

分子间力相接近时，两原子之间的距离的一半叫范德

华半径。

u主要对稀有气体，低温下形成单原子分子晶体而言。

u范德华半径只有讨论稀有气体时才用。半径值总是最

大,因为分子间力不能将单原子分子拉得更紧密。

一般而言：r共＜r金属＜r范

在讨论问题时，一般采用的是共价半径。

周期系中各元素的原子半径数据见本书附录6。

原子半径变化的形象表示

同周期原子半径的变化趋势

总趋势：随着原子序数增大,原子半径自左至右减小.

解释电子层数不变的情况下,有效核电荷的增大,

导致核对外层电子的引力增大。

原子半径的变化规律

同一周期中，原子半径受两个作用相反的因素的影响。

a）从左向右，随着核电荷的增加，原子核对外层

电子的吸引力也增加，使原子半径逐渐减小；

b）随着核外电子数的增加，电子间的相互斥力也

增强，使得原子半径增大。

但增加的电子不足以完全屏蔽增加的核电荷，因此

从左向右有效核电荷逐渐增加，原子半径逐渐减小。

d10电子构型有较大的屏蔽作用，所以原子半径略

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有增大，f和f电子构型也有类似情况。

短周期的主族元素

从左向右原子半径逐渐减小。

长周期的过渡元素

元素ScTiVCrMnFeCoNiCuZn

r/pm162147134128127126125124128134

元素YZrNbMoTcRuRhPdAgCd

r/pm180160146139136134134137144149

Cu、Zn和Pd、Ag、Cd等的原子半径有增加的趋

势，因为从它们开始出现d10电子构型。

超长周期的内过渡元素

Eu和Yb的原子半径增大，因为从它们开始出现

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f和f电子构型。

相邻元素的原子半径的减小幅度：

短周期中,平均10